Merpati pembawa yang dimuatkan dengan kad microSD boleh memindahkan sejumlah besar data dengan lebih pantas dan lebih murah daripada hampir mana-mana kaedah lain.
Catatan transl.: walaupun asal artikel ini muncul di laman web IEEE Spectrum pada 1 April, semua fakta yang disenaraikan di dalamnya agak boleh dipercayai.
Pada bulan Februari mengenai pengeluaran kad kilat microSD pertama di dunia dengan kapasiti 1 terabait. Ia, seperti kad lain dalam format ini, adalah kecil, berukuran hanya 15 x 11 x 1 mm, dan berat 250 mg. Ia boleh memuatkan jumlah data yang luar biasa ke dalam ruang fizikal yang sangat kecil, dan boleh dibeli dengan harga $550. Untuk pengetahuan anda, kad microSD 512 GB pertama muncul hanya setahun lebih awal, pada Februari 2018.
Kami telah menjadi sangat terbiasa dengan kelajuan kemajuan dalam pengkomputeran sehingga peningkatan dalam ketumpatan storan ini sebahagian besarnya tidak disedari, kadangkala memperoleh siaran akhbar dan satu atau dua catatan blog. Apa yang lebih menarik (dan berkemungkinan membawa akibat yang lebih besar) ialah seberapa cepat keupayaan kita untuk menjana dan menyimpan data berkembang berbanding keupayaan kita untuk menghantarnya melalui rangkaian yang boleh diakses oleh kebanyakan orang.
Masalah ini bukan baru, dan selama beberapa dekad kini pelbagai jenis "cunnet" telah digunakan untuk mengangkut data secara fizikal dari satu tempat ke tempat lain - dengan berjalan kaki, melalui pos, atau dengan kaedah yang lebih eksotik. Salah satu kaedah penghantaran data yang telah digunakan secara aktif sejak seribu tahun yang lalu ialah burung merpati pembawa, yang mampu melakukan perjalanan ratusan atau bahkan ribuan kilometer, pulang ke rumah, dan menggunakan teknik navigasi, yang sifatnya belum lagi. dikaji dengan tepat. Ternyata dari segi pemprosesan (jumlah data yang dipindahkan pada jarak tertentu dalam masa tertentu), Peronet berasaskan merpati kekal lebih cekap daripada rangkaian biasa.
Daripada "Piawaian Penghantaran Datagram IP untuk Pembawa Udara"
Pada 1 April 1990, David Weitzman mencadangkan Request for Comment (RFC) bertajuk "", kini dikenali sebagai IPoAC. RFC 1149 menerangkan "kaedah percubaan untuk merangkum datagram IP dalam pembawa udara", dan telah pun mempunyai beberapa kemas kini berkenaan kedua-dua kualiti perkhidmatan dan pemindahan ke IPv6 (diterbitkan pada 1 April 1999 dan 1 April 2011, masing-masing).
Menghantar RFC pada April Fool's Day ialah tradisi yang bermula pada tahun 1978 dengan RFC 748, yang mencadangkan bahawa menghantar arahan IAC DONT RANDOMLY-LOSE ke pelayan telnet akan menghentikan pelayan kehilangan data secara rawak. Idea yang cukup bernas, bukan? Dan ini adalah salah satu sifat April Fool's RFC, menerangkan , yang mengetuai Kumpulan Kerja Rangkaian di CERN dari 1985 hingga 1996, mempengerusikan IETF dari 2005 hingga 2007, dan kini menetap di New Zealand. "Ia mesti boleh dilaksanakan secara teknikal (iaitu, ia tidak melanggar undang-undang fizik) dan anda perlu membaca sekurang-kurangnya satu halaman sebelum anda menyedari ia adalah jenaka," katanya. "Dan, secara semula jadi, ia pasti tidak masuk akal."
Carpenter, bersama rakan sekerjanya Bob Hinden, sendiri menulis April Fool's RFC, yang menerangkan , pada 2011. Dan walaupun dua dekad selepas pengenalannya, IPoAC masih terkenal. "Semua orang tahu tentang syarikat penerbangan," kata Carpenter kepada kami. "Bob dan saya bercakap satu hari di mesyuarat IETF tentang percambahan IPv6, dan idea untuk menambahkannya ke IPoAC datang secara semula jadi."
, yang pada asalnya mentakrifkan IPoAC, menerangkan banyak faedah piawaian baharu:
Banyak perkhidmatan berbeza boleh disediakan melalui penentuan keutamaan. Selain itu, terdapat pengecaman terbina dalam dan pemusnahan cacing. Memandangkan IP tidak menjamin penghantaran paket 100%, kehilangan pembawa boleh diterima. Lama kelamaan, pembawa pulih dengan sendirinya. Siaran tidak ditentukan dan ribut boleh mengakibatkan kehilangan data. Adalah mungkin untuk membuat percubaan berterusan pada penghantaran sehingga pembawa jatuh. Jejak audit dijana secara automatik dan selalunya boleh didapati dalam dulang kabel dan pada log [Inggeris log bermaksud kedua-dua "log" dan "log untuk menulis" / lebih kurang. terjemahan].
Kemas kini kualiti (RFC 2549) menambah beberapa butiran penting:
Multicasting, walaupun disokong, memerlukan pelaksanaan peranti pengklonan. Pembawa boleh tersesat jika mereka meletakkan diri mereka di atas pokok yang sedang ditebang. Pembawa diedarkan di sepanjang pokok warisan. Pembawa mempunyai purata TTL selama 15 tahun, jadi penggunaannya dalam mengembangkan carian cincin adalah terhad.
Burung unta boleh dilihat sebagai pembawa alternatif, dengan kapasiti yang lebih besar untuk memindahkan sejumlah besar maklumat, tetapi menyediakan penghantaran yang lebih perlahan dan memerlukan jambatan antara kawasan yang berbeza.
Perbincangan tambahan tentang kualiti perkhidmatan boleh didapati di .
daripada Carpenter, menerangkan IPv6 untuk IPoAC, menyebut, antara lain, komplikasi yang berpotensi yang berkaitan dengan penghalaan paket:
Laluan pembawa melalui wilayah pembawa yang serupa dengan mereka, tanpa mewujudkan perjanjian mengenai pertukaran maklumat peer-to-peer, boleh membawa kepada perubahan mendadak dalam laluan, gelung pakej dan penghantaran luar pesanan. Laluan pembawa melalui wilayah pemangsa boleh menyebabkan kehilangan pakej yang ketara. Adalah disyorkan bahawa faktor-faktor ini dipertimbangkan dalam algoritma reka bentuk jadual penghalaan. Mereka yang akan melaksanakan laluan ini, untuk memastikan penghantaran yang boleh dipercayai, harus mempertimbangkan penghalaan berdasarkan dasar yang mengelakkan kawasan di mana pembawa tempatan dan pemangsa mendominasi.
Terdapat bukti bahawa sesetengah pembawa mempunyai kecenderungan untuk memakan pembawa lain dan kemudian mengangkut muatan yang dimakan. Ini mungkin menyediakan kaedah baharu untuk menyalurkan paket IPv4 ke dalam paket IPv6, atau sebaliknya.
Piawaian IPoAC telah dicadangkan pada tahun 1990, tetapi mesej telah dihantar oleh merpati pembawa lebih lama: foto menunjukkan burung merpati pembawa dihantar di Switzerland, antara 1914 dan 1918
Adalah logik untuk menjangkakan daripada standard, konsep yang dicipta pada tahun 1990, bahawa format asal untuk menghantar data melalui protokol IPoAC dikaitkan dengan mencetak aksara heksadesimal di atas kertas. Sejak itu, banyak yang telah berubah, dan jumlah data yang sesuai dengan volum dan berat fizikal tertentu telah meningkat dengan luar biasa, manakala saiz muatan merpati individu kekal sama. Burung merpati mampu membawa muatan yang merupakan peratusan besar berat badan mereka - merpati perumah purata mempunyai berat kira-kira 500 gram, dan pada awal abad ke-75 mereka boleh membawa kamera XNUMX gram untuk peninjauan ke wilayah musuh.
Kami bercakap dengan , seorang peminat perlumbaan merpati dari Maryland, mengesahkan bahawa merpati boleh membawa sehingga 75 gram (dan mungkin lebih sedikit) dengan mudah "dalam sebarang jarak sepanjang hari." Pada masa yang sama, mereka boleh terbang dalam jarak yang agak jauh - rekod dunia untuk burung merpati yang pulang dipegang oleh seekor burung yang berani, yang berjaya terbang dari Arras di Perancis ke rumahnya di Ho Chi Minh City di Vietnam, meliputi perjalanan 11 km dalam 500 hari. Kebanyakan merpati pulang, sudah tentu, tidak dapat terbang sejauh itu. Panjang tipikal kursus perlumbaan yang panjang, menurut Lesofsky, adalah kira-kira 24 km, dan burung-burung menutupinya pada kelajuan purata kira-kira 1000 km/j. Pada jarak yang lebih pendek, pelari pecut boleh mencapai kelajuan sehingga 70 km/j.
Dengan menggabungkan semua ini, kita boleh mengira bahawa jika kita memuatkan merpati pembawa sehingga kapasiti tampung maksimumnya sebanyak 75 gram dengan kad mikroSD 1 TB, setiap satunya seberat 250 mg, maka merpati itu boleh membawa 300 TB data. Perjalanan dari San Francisco ke New York (4130 km) pada kelajuan pecut tertinggi, ia akan mencapai kelajuan pemindahan data 12 TB/jam, atau 28 Gbit/s, iaitu beberapa susunan magnitud lebih tinggi daripada kebanyakan sambungan Internet. Di AS, sebagai contoh, purata kelajuan muat turun terpantas diperhatikan di Kansas City, di mana Google Fiber memindahkan data pada kelajuan 127 Mbps. Pada kelajuan ini, ia akan mengambil masa 300 hari untuk memuat turun 240 TB - dan pada masa itu merpati kita akan dapat terbang mengelilingi dunia sebanyak 25 kali.
Katakan contoh ini tidak kelihatan sangat realistik kerana ia menggambarkan sejenis merpati super, jadi mari kita perlahankan. Mari ambil kelajuan penerbangan yang lebih purata 70 km/j, dan muatkan burung dengan separuh muatan maksimum dalam kad memori terabait - 37,5 gram. Namun, walaupun kita membandingkan kaedah ini dengan sambungan gigabit yang sangat pantas, merpati itu menang. Seekor merpati akan dapat mengelilingi lebih separuh dunia dalam masa yang diperlukan untuk pemindahan fail kami selesai, yang bermaksud bahawa ia akan menjadi lebih cepat untuk menghantar data melalui merpati secara literal di mana-mana sahaja di dunia daripada menggunakan Internet untuk memindahkannya.
Sememangnya, ini adalah perbandingan daya pemprosesan tulen. Kami tidak mengambil kira masa dan usaha yang diperlukan untuk menyalin data ke kad microSD, memuatkannya ke merpati, dan membaca data apabila burung itu tiba di destinasinya. Latensi jelas tinggi, jadi apa-apa selain pemindahan sehala akan menjadi tidak praktikal. Had terbesar ialah burung merpati pulang hanya terbang ke satu arah dan ke satu destinasi, jadi anda tidak boleh memilih destinasi untuk menghantar data, dan anda juga perlu mengangkut burung merpati ke tempat anda ingin menghantarnya, yang juga mengehadkan kegunaan praktikal mereka.
Walau bagaimanapun, hakikatnya tetap bahawa walaupun dengan anggaran realistik muatan dan kelajuan burung merpati, serta sambungan internetnya, daya pemprosesan tulen burung merpati tidak mudah untuk dikalahkan.
Dengan semua ini dalam fikiran, perlu dinyatakan bahawa komunikasi merpati telah diuji di dunia nyata, dan ia melakukan kerja yang cukup baik. Kumpulan pengguna Bergen Linux dari Norway pada tahun 2001 , menghantar satu ping dengan setiap merpati dalam jarak 5 km:
Ping dihantar kira-kira jam 12:15 tengahari. Kami memutuskan untuk membuat selang 7,5 minit antara paket, yang sepatutnya menyebabkan beberapa paket tidak dijawab. Walau bagaimanapun, keadaan tidak menjadi begitu. Jiran kami mempunyai sekumpulan burung merpati terbang di atas hartanya. Dan merpati kami tidak mahu terbang terus ke rumah, mereka mula-mula mahu terbang dengan merpati lain. Dan siapa yang boleh menyalahkan mereka, memandangkan matahari terbit buat kali pertama selepas beberapa hari mendung?
Walau bagaimanapun, naluri mereka menang, dan kami melihat bagaimana, selepas bermain-main selama kira-kira sejam, sepasang merpati melepaskan diri dari kawanan dan menuju ke arah yang betul. Kami bergembira. Dan itu memang merpati kami, kerana tidak lama selepas ini kami menerima laporan dari lokasi lain bahawa seekor merpati telah hinggap di atas bumbung.
Akhirnya, burung merpati pertama tiba. Paket data dikeluarkan dengan berhati-hati dari kakinya, dibongkar dan diimbas. Selepas menyemak OCR secara manual dan membetulkan beberapa ralat, pakej itu diterima sebagai sah dan kegembiraan kami diteruskan.
Untuk jumlah data yang sangat besar (sehingga bilangan merpati yang diperlukan menjadi sukar untuk diservis), kaedah pergerakan fizikal masih perlu digunakan. Amazon menawarkan perkhidmatan tersebut β kontena penghantaran 45 kaki di atas trak. Satu Kereta Salji boleh membawa sehingga 100 PB (100 TB) data. Ia tidak akan bergerak sepantas kumpulan setara dengan beberapa ratus merpati, tetapi ia akan lebih mudah untuk digunakan.
Kebanyakan orang nampaknya berpuas hati dengan muat turun yang sangat santai, dan mempunyai sedikit minat untuk melabur dalam merpati pembawa mereka sendiri. Memang benar bahawa ia memerlukan banyak kerja, kata Drew Lesofsky, dan merpati itu sendiri biasanya tidak berkelakuan seperti paket data:
Teknologi GPS semakin membantu peminat perlumbaan merpati dan kami mendapat pemahaman yang lebih baik tentang cara merpati kami terbang dan sebab sesetengahnya terbang lebih pantas daripada yang lain. Garis terpendek antara dua titik ialah garis lurus, tetapi merpati jarang terbang dalam garis lurus. Mereka sering berzigzag, terbang secara kasar ke arah yang diingini dan kemudian menyesuaikan laluan apabila mereka menghampiri destinasi mereka. Sesetengah daripada mereka secara fizikal lebih kuat dan terbang lebih pantas, tetapi burung merpati yang berorientasikan lebih baik, tidak mempunyai masalah kesihatan dan terlatih secara fizikal boleh mengatasi burung merpati yang terbang pantas dengan kompas yang lemah.
Lesofsky mempunyai keyakinan yang cukup besar terhadap merpati sebagai pembawa data: "Saya akan berasa cukup yakin menghantar maklumat dengan merpati saya," katanya, sambil bimbang tentang pembetulan ralat. "Saya akan melepaskan sekurang-kurangnya tiga pada satu masa untuk memastikan bahawa walaupun salah seorang daripada mereka mempunyai kompas yang buruk, dua yang lain akan mempunyai kompas yang lebih baik, dan akhirnya kelajuan ketiga-tiganya akan lebih pantas."
Masalah dengan melaksanakan IPoAC dan peningkatan kebolehpercayaan rangkaian yang pantas (dan selalunya tanpa wayar) bermakna kebanyakan perkhidmatan yang bergantung pada merpati (dan terdapat banyak daripadanya) telah beralih kepada kaedah pemindahan data yang lebih tradisional sejak beberapa dekad yang lalu.
Dan disebabkan semua persediaan awal yang diperlukan untuk menyediakan sistem data merpati, alternatif yang setanding (seperti dron sayap tetap) mungkin menjadi lebih berdaya maju. Walau bagaimanapun, merpati masih mempunyai beberapa kelebihan: mereka berskala dengan baik, berfungsi untuk benih, lebih dipercayai, mereka mempunyai sistem pengelakan halangan yang sangat kompleks yang dibina di dalamnya pada peringkat perisian dan perkakasan, dan mereka boleh mengecas sendiri.
Bagaimanakah semua ini akan menjejaskan masa depan standard IPoAC? Terdapat standard, ia boleh diakses oleh semua orang, walaupun ia sedikit tidak masuk akal. Kami bertanya kepada Brian Carpenter sama ada dia sedang menyediakan kemas kini lain untuk standard, dan dia berkata bahawa dia sedang memikirkan sama ada merpati boleh membawa qubit. Tetapi walaupun IPoAC agak rumit (dan sedikit bodoh) untuk keperluan pemindahan data peribadi anda, semua jenis rangkaian komunikasi tidak standard akan kekal diperlukan untuk masa hadapan yang boleh dijangka, dan keupayaan kami untuk menjana sejumlah besar data terus berkembang dengan lebih pantas daripada kemampuan kita untuk menyampaikannya.
Terima kasih kepada pengguna AyrA_ch kerana menunjukkan maklumat kepadanya , dan untuk memudahkan , yang membantu mengira sejauh mana merpati sebenarnya berada di hadapan kaedah penghantaran data lain.
Sumber: www.habr.com